JP2003179493A - データ取得装置 - Google Patents
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- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract 1
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/17—Circuit arrangements not adapted to a particular type of detector
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- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 測定精度が高められた際にチャネル数を顕著
に高めるようにする。 【解決手段】 １つのマルチプレクサ（４）および多数
のチャネルを備え、これらのチャネルがそれぞれ、Ｘ線
放射を光に、次いで比例する電流に変換するための放射
検出器と、積分器（６）と、Ａ‐Ｄ変換器とを含んでい
るＣＴデータ取得装置において、電流のディジタル化が
積分型ディジタル化方法を介してデュアル‐スロープ
（２エッジ）変換により行われ、積分器（６）の後にコ
ンパレータ（７）が接続され、このコンパレータが定め
られた基準放電電圧の作用のもとに積分器電圧の放電時
間を決定し、コンパレータ（７）の後にディジタル化段
が接続されている。
に高めるようにする。 【解決手段】 １つのマルチプレクサ（４）および多数
のチャネルを備え、これらのチャネルがそれぞれ、Ｘ線
放射を光に、次いで比例する電流に変換するための放射
検出器と、積分器（６）と、Ａ‐Ｄ変換器とを含んでい
るＣＴデータ取得装置において、電流のディジタル化が
積分型ディジタル化方法を介してデュアル‐スロープ
（２エッジ）変換により行われ、積分器（６）の後にコ
ンパレータ（７）が接続され、このコンパレータが定め
られた基準放電電圧の作用のもとに積分器電圧の放電時
間を決定し、コンパレータ（７）の後にディジタル化段
が接続されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、１つのマルチプレ
クサおよび複数のチャネルを備え、これらのチャネルが
それぞれ、Ｘ線放射を光に、次いで比例する電流に変換
するための放射検出器と、積分器と、Ａ‐Ｄ変換器とを
含んでいるＣＴデータ取得装置に関する。
クサおよび複数のチャネルを備え、これらのチャネルが
それぞれ、Ｘ線放射を光に、次いで比例する電流に変換
するための放射検出器と、積分器と、Ａ‐Ｄ変換器とを
含んでいるＣＴデータ取得装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】このようなＣＴデータ取得装置の通常の
構成は、放射を光に、次いで比例する電流に変換するた
めのフォトダイオードを含んでいる放射検出器と、フォ
ト電流を取得時間にわたって積分する積分器と、アナロ
グ値を一時記憶するためのサンプル‐アンド‐ホールド
回路と、複数のアナログチャネルを１つのＡ‐Ｄ変換器
に接続するためのアナログマルチプレクサと、逐次近似
法に従って動作するＡ‐Ｄ変換器とから成るアナログ回
路系である。
構成は、放射を光に、次いで比例する電流に変換するた
めのフォトダイオードを含んでいる放射検出器と、フォ
ト電流を取得時間にわたって積分する積分器と、アナロ
グ値を一時記憶するためのサンプル‐アンド‐ホールド
回路と、複数のアナログチャネルを１つのＡ‐Ｄ変換器
に接続するためのアナログマルチプレクサと、逐次近似
法に従って動作するＡ‐Ｄ変換器とから成るアナログ回
路系である。
【０００３】このアナログ回路系は高い精度要求（１８
ビットの分解能）および数ｎＡの範囲内の小さい入力電
流に基づいて非常に故障しやすく、また１つの部品に集
積するのが困難である。例えば積分器のなかのアナログ
部品の許容差がすべて測定精度に入り込む。回路の安定
性への要求が非常に高く、また個々のアナログ回路部分
の誤差が最終的な大きい全体誤差に重なり合う。
ビットの分解能）および数ｎＡの範囲内の小さい入力電
流に基づいて非常に故障しやすく、また１つの部品に集
積するのが困難である。例えば積分器のなかのアナログ
部品の許容差がすべて測定精度に入り込む。回路の安定
性への要求が非常に高く、また個々のアナログ回路部分
の誤差が最終的な大きい全体誤差に重なり合う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、冒頭に記載されている種類のＣＴデータ取得装置
を、高められた測定精度の際にチャネル数を顕著に高め
るように構成することである。その際に電子回路のため
の制限された体積に基づいて可能なかぎり集積度の高い
集積回路が開発されなければならない。
は、冒頭に記載されている種類のＣＴデータ取得装置
を、高められた測定精度の際にチャネル数を顕著に高め
るように構成することである。その際に電子回路のため
の制限された体積に基づいて可能なかぎり集積度の高い
集積回路が開発されなければならない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、電流のディジタル化が積分型ディジタル化方法を
介してデュアル‐スロープ（２エッジ）変換により行わ
れ、積分器の後にコンパレータが接続され、このコンパ
レータが定められた基準放電電圧の作用のもとに積分器
電圧の放電時間を決定し、コンパレータの後にディジタ
ル化段が接続されていることにより解決される。
れば、電流のディジタル化が積分型ディジタル化方法を
介してデュアル‐スロープ（２エッジ）変換により行わ
れ、積分器の後にコンパレータが接続され、このコンパ
レータが定められた基準放電電圧の作用のもとに積分器
電圧の放電時間を決定し、コンパレータの後にディジタ
ル化段が接続されていることにより解決される。
【０００６】回路が、コンパレータの出力信号がクロッ
ク周波数制御されるカウンタを介してディジタル化さ
れ、ディジタル‐マルチプレクサとして構成されている
マルチプレクサに供給されることは好ましい。
ク周波数制御されるカウンタを介してディジタル化さ
れ、ディジタル‐マルチプレクサとして構成されている
マルチプレクサに供給されることは好ましい。
【０００７】他の関連で既に知られているデュアル‐ス
ロープ法の本発明による応用により、積分定数τ＝Ｒ・
Ｃがディジタル化の結果に入らないという大きな利点が
生ずる。アナログ回路はその複雑さを公知のＣＴデータ
取得装置にくらべてはるかに減ぜられている。デュアル
‐スロープ形アナログ‐ディジタル変換器の並列化によ
り非常に多くのチャネルが並列に１つのチップのなかに
受け入れられ、ディジタル値が次いで記憶または多重化
される。さらに本発明によるＣＴデータ取得装置は高い
周波数のアナログ信号の生起を回避し、最後に全体装置
が１８ビットまたはそれ以上の分解能の際にカウンタ幅
／周波数により容易に拡張可能である。
ロープ法の本発明による応用により、積分定数τ＝Ｒ・
Ｃがディジタル化の結果に入らないという大きな利点が
生ずる。アナログ回路はその複雑さを公知のＣＴデータ
取得装置にくらべてはるかに減ぜられている。デュアル
‐スロープ形アナログ‐ディジタル変換器の並列化によ
り非常に多くのチャネルが並列に１つのチップのなかに
受け入れられ、ディジタル値が次いで記憶または多重化
される。さらに本発明によるＣＴデータ取得装置は高い
周波数のアナログ信号の生起を回避し、最後に全体装置
が１８ビットまたはそれ以上の分解能の際にカウンタ幅
／周波数により容易に拡張可能である。
【０００８】最後に本発明の範囲内で、ＣＴデータ取得
装置はカッド‐スロープ‐（４エッジ）変換器として構
成されてよく、入力電圧はそれぞれ積分の前に０Ｖにお
かれ、デュアル‐スロープ法で測定される。その際に誤
電圧が検出され、カウンタ値が記憶される。それに２エ
ッジ法での電圧Ｕｅの測定が続く。得られたカウント結
果からいま最初のカウント値が差し引かれ、それによっ
て誤電圧（例えばオフセット）が消去される。カッド‐
スロープ変換器はこうして測定サイクルに対してそれぞ
れ２つのデュアル‐スロープ変換を行う。
装置はカッド‐スロープ‐（４エッジ）変換器として構
成されてよく、入力電圧はそれぞれ積分の前に０Ｖにお
かれ、デュアル‐スロープ法で測定される。その際に誤
電圧が検出され、カウンタ値が記憶される。それに２エ
ッジ法での電圧Ｕｅの測定が続く。得られたカウント結
果からいま最初のカウント値が差し引かれ、それによっ
て誤電圧（例えばオフセット）が消去される。カッド‐
スロープ変換器はこうして測定サイクルに対してそれぞ
れ２つのデュアル‐スロープ変換を行う。
【０００９】最後に本発明の範囲内で、アナログ部分お
よびディジタル部分は共通のＡＳＩＣ内に集積されてい
てよい。
よびディジタル部分は共通のＡＳＩＣ内に集積されてい
てよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の他の利点、特徴および詳
細は実施例および図面による以下の説明から明らかにな
る。
細は実施例および図面による以下の説明から明らかにな
る。
【００１１】本発明によれば、本発明によるＣＴデータ
取得装置のアナログ部分１は、それぞれ積分器と後段に
接続されているコンパレータとを含んでいる積分器‐コ
ンパレータユニット２から成っており、他方においてデ
ュアル‐スロープ形ナログ‐ディジタル変換器３のカウ
ンタと後段に接続されているマルチプレクサ４とがジタ
ル部分５を形成する。アナログ部分１およびディジタル
部分５は別々の構成部分として構成されていてもよい
し、単一のＡＳＩＣ内に集積されていてもよい。入力チ
ャネル２の数は可変である。アナログ回路系は、放射を
光に、次いで比例する電流に変換するための放射検出器
と、後段に接続されている積分型２エッジ法（デュアル
‐スロープ法）によるＡ‐Ｄ変換器とに減ぜられてい
る。
取得装置のアナログ部分１は、それぞれ積分器と後段に
接続されているコンパレータとを含んでいる積分器‐コ
ンパレータユニット２から成っており、他方においてデ
ュアル‐スロープ形ナログ‐ディジタル変換器３のカウ
ンタと後段に接続されているマルチプレクサ４とがジタ
ル部分５を形成する。アナログ部分１およびディジタル
部分５は別々の構成部分として構成されていてもよい
し、単一のＡＳＩＣ内に集積されていてもよい。入力チ
ャネル２の数は可変である。アナログ回路系は、放射を
光に、次いで比例する電流に変換するための放射検出器
と、後段に接続されている積分型２エッジ法（デュアル
‐スロープ法）によるＡ‐Ｄ変換器とに減ぜられてい
る。
【００１２】放射検出器はチャネル（画素）あたり１つ
のシンチレータ結晶および１つのダイオードを含んでい
る。
のシンチレータ結晶および１つのダイオードを含んでい
る。
【００１３】図１によるＣＴデータ取得装置のチャネル
構成は図２に詳細に示されている。コンピュータトモグ
ラフィ装置のダイオードアレイのフォトダイオードから
の入力電圧Ｕｅから出発してスイッチＳを介して先ず電
流またはフォト電流が積分器６により積分され、抵抗Ｒ
およびキャパシタンスＣが積分定数を決定する。積分器
６の出力値はコンパレータ７に供給され、そこで定めら
れた基準放電電圧８の作用のもとに（この目的でスイッ
チＳが切換えられる）積分器電圧が放電される。放電時
間は分定数τ＝Ｒ・Ｃに無関係であり、従って種々のチ
ャネルにおいて必然的に相い異なる積分定数がこれらの
システムに内在する構成要素の相違による測定誤差を生
じ得ないという大きな利点が生ずる。コンパレータ電圧
は、クロック発生器Ｇによりクロック周波数制御されメ
モリ１０を後段に接続されているカウンタ９によってデ
ィジタル化され、ここに示されている実施例では例えば
３桁のＢＣＤ出力端が設けられており、それにディジタ
ル‐マルチプレクサ４が続いている。従って、本発明に
よる構成の別の大きな利点として、高い周波数のアナロ
グ信号を処理するアナログマルチプレクサを必要としな
い。制御装置１２から左に出ている回路の入力端への制
御枝路１３は図２によるデュアル‐スロープ形アナログ
‐ディジタル変換器を、先に詳細に説明されたように誤
電圧（例えば入力電圧Ｕｅのオフセットすなわちフォト
ダイオードの電圧のオフセット）が同じく補償され得る
カッド‐スロープ形アナログ‐ディジタル変換器に拡張
する可能性を示す。
構成は図２に詳細に示されている。コンピュータトモグ
ラフィ装置のダイオードアレイのフォトダイオードから
の入力電圧Ｕｅから出発してスイッチＳを介して先ず電
流またはフォト電流が積分器６により積分され、抵抗Ｒ
およびキャパシタンスＣが積分定数を決定する。積分器
６の出力値はコンパレータ７に供給され、そこで定めら
れた基準放電電圧８の作用のもとに（この目的でスイッ
チＳが切換えられる）積分器電圧が放電される。放電時
間は分定数τ＝Ｒ・Ｃに無関係であり、従って種々のチ
ャネルにおいて必然的に相い異なる積分定数がこれらの
システムに内在する構成要素の相違による測定誤差を生
じ得ないという大きな利点が生ずる。コンパレータ電圧
は、クロック発生器Ｇによりクロック周波数制御されメ
モリ１０を後段に接続されているカウンタ９によってデ
ィジタル化され、ここに示されている実施例では例えば
３桁のＢＣＤ出力端が設けられており、それにディジタ
ル‐マルチプレクサ４が続いている。従って、本発明に
よる構成の別の大きな利点として、高い周波数のアナロ
グ信号を処理するアナログマルチプレクサを必要としな
い。制御装置１２から左に出ている回路の入力端への制
御枝路１３は図２によるデュアル‐スロープ形アナログ
‐ディジタル変換器を、先に詳細に説明されたように誤
電圧（例えば入力電圧Ｕｅのオフセットすなわちフォト
ダイオードの電圧のオフセット）が同じく補償され得る
カッド‐スロープ形アナログ‐ディジタル変換器に拡張
する可能性を示す。
【図１】本発明によるマルチチャネルＣＴデータ取得装
置の原理回路図。
置の原理回路図。
【図２】図１によるＣＴデータ取得装置のデュアル‐ス
ロープ形アナログ‐ディジタル変換器（ＡＤＵ）として
構成されたチャネルを示す図。
ロープ形アナログ‐ディジタル変換器（ＡＤＵ）として
構成されたチャネルを示す図。
１ アナログ部分
２ 積分器‐コンパレータユニット
３ デュアル‐スロープ形アナログ‐ディジタル変換
器 ４ マルチプレクサ ５ ディジタル部分 ６ 積分器 ７ コンパレータ ８ 基準放電電圧 ９ カウンタ １０ メモリ １２ 制御装置 １３ 枝路 Ｓ スイッチ Ｕｅ 入力電圧 Ｒ 抵抗 Ｃ キャパシタンス τ 積分定数 Ｇ クロック発生器
器 ４ マルチプレクサ ５ ディジタル部分 ６ 積分器 ７ コンパレータ ８ 基準放電電圧 ９ カウンタ １０ メモリ １２ 制御装置 １３ 枝路 Ｓ スイッチ Ｕｅ 入力電圧 Ｒ 抵抗 Ｃ キャパシタンス τ 積分定数 Ｇ クロック発生器
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2G088 EE02 FF02 GG19 JJ05 KK40
4C093 AA22 CA04 CA32 FC01 FC04
5J022 AA11 BA01 BA06 CD02 CE05
CF01
Claims (4)
- 【請求項１】 １つのマルチプレクサ（４）および複数
のチャネルを備え、これらのチャネルがそれぞれ、Ｘ線
放射を光に、次いで比例する電流に変換するための放射
検出器と、積分器（６）と、Ａ‐Ｄ変換器とを含んでい
るＣＴデータ取得装置において、 電流のディジタル化が積分型ディジタル化方法を介して
デュアル‐スロープ（２エッジ）変換により行われ、積
分器（６）の後にコンパレータ（７）が接続されてお
り、このコンパレータが定められた基準放電電圧の作用
のもとに積分器電圧の放電時間を決定し、コンパレータ
（７）の後にディジタル化段が接続されていることを特
徴とするデータ取得装置。 - 【請求項２】 コンパレータ（７）の出力信号がクロッ
ク周波数制御されるカウンタ（９）を介してディジタル
化され、ディジタルマルチプレクサとして構成されてい
るマルチプレクサ（４）に供給されることを特徴とする
請求項１記載のデータ取得装置。 - 【請求項３】 カッド‐スロープ変換器として構成さ
れ、入力電圧がそれぞれ積分の前に０Ｖにおかれ、デュ
アル‐スロープ（２エッジ）法で測定されることを特徴
とする請求項１または２記載のデータ取得装置。 - 【請求項４】 アナログ部分およびディジタル部分が共
通のＡＳＩＣ内に集積されていることを特徴とする請求
項１ないし３の１つに記載のデータ取得装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10140863A DE10140863A1 (de) | 2001-08-21 | 2001-08-21 | CT-Datenaufnehmer |
| DE10140863.3 | 2001-08-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003179493A true JP2003179493A (ja) | 2003-06-27 |
Family
ID=7696076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002239104A Withdrawn JP2003179493A (ja) | 2001-08-21 | 2002-08-20 | データ取得装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20030053587A1 (ja) |
| JP (1) | JP2003179493A (ja) |
| DE (1) | DE10140863A1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10106221A1 (de) * | 2001-02-10 | 2002-08-14 | Philips Corp Intellectual Pty | Röntgendetektor mit großem Dynamikbereich |
| US6717393B2 (en) * | 2002-04-11 | 2004-04-06 | Texas Instruments Incorporated | System for difference calculation using a quad slope converter |
| DE102004023145A1 (de) * | 2004-05-07 | 2005-11-24 | Endress + Hauser Wetzer Gmbh + Co. Kg | Vorrichtung zur Analog/Digital Wandlung einer Messspannung |
| US7456409B2 (en) | 2005-07-28 | 2008-11-25 | Carestream Health, Inc. | Low noise image data capture for digital radiography |
| US20080001095A1 (en) * | 2006-06-29 | 2008-01-03 | Oliver Richard Astley | Adaptive imaging system |
| US7388534B2 (en) * | 2006-07-20 | 2008-06-17 | General Electric Company | Adaptive data acquisition for an imaging system |
| KR101871361B1 (ko) | 2011-11-01 | 2018-08-03 | 삼성전자주식회사 | 고해상도 및 고대조도 영상을 동시에 생성하기 위한 광자 계수 검출 장치 및 방법 |
| CN102832940B (zh) * | 2012-09-17 | 2015-05-06 | 江苏国石半导体有限公司 | 一种用于电流输入adc的前端电路 |
| JP2016046671A (ja) * | 2014-08-22 | 2016-04-04 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置、アナログデジタル変換方法、車載システム及び計測方法 |
-
2001
- 2001-08-21 DE DE10140863A patent/DE10140863A1/de not_active Withdrawn
-
2002
- 2002-08-20 JP JP2002239104A patent/JP2003179493A/ja not_active Withdrawn
- 2002-08-21 US US10/225,043 patent/US20030053587A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20030053587A1 (en) | 2003-03-20 |
| DE10140863A1 (de) | 2003-03-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20051101 |